車載電源�(zhuǎn)換器(又換電源逆變�、Power Inverter)是一種能�?qū)?DC12V或DC24V或DC36V或DC48V直流電轉(zhuǎn)換為和市電相同的 AC220V或AC110V 交流�,供一般電器使�,是一種方便的車用電源�(zhuǎn)換器�車載電源�(zhuǎn)換器在國(guó)外市�(chǎng)受到普遍歡迎。在�(guó)外因汽車的普及率較高,外出工作或外出旅游即可用車載電源轉(zhuǎn)換器連接�電池帶動(dòng)電器及各種工具工�。中�(guó)�(jìn)入WTO �,國(guó)�(nèi)市場(chǎng)私人交通工具越來越多,因此,車載電源轉(zhuǎn)換器作為在移�(dòng)中使用的直流變交流的�(zhuǎn)換器,會(huì)給你的生活帶來很多的方便,是一種常備的車用汽車電子裝具用品。通過車載電源�(zhuǎn)換器�(diǎn)煙器輸出的可以是 75W �100W �150W �3000W 直到3000W 等功率規(guī)格的�300W以上功率車載電源�(zhuǎn)換器要通過連接線接到電瓶上。把家用電器連接到車載電源轉(zhuǎn)換器的輸出端就能在汽車內(nèi)使用各種電器象在家里使用一樣方�。可使用的電器有:手�(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼攝像機(jī)、照像機(jī)、照明燈、電�(dòng)剃須刀� CD �(jī)、游戲機(jī)、掌上電�、電�(dòng)工具、車載冰箱及各種旅游、野�(yíng)、醫(yī)療急救電器��
先要選擇的正�(guī)的工廠生�(chǎn)或經(jīng)銷代理的車載逆變器產(chǎn)品。在�(guó)�(nèi)有些用戶為圖方便將一� DC 直流電器如:手機(jī)充電器、筆記本電腦等在車上不使用自身配� 220V 電源而配上簡(jiǎn)易轉(zhuǎn)接器直接插到�(diǎn)煙器�,這樣是不�(duì)�,汽車的電瓶電壓不穩(wěn),直接取電可能會(huì)燒毀電器很不安全而且�(huì)大大影響電器使用壽命,因?yàn)樵瓘S家供�(yīng)� 220V 電源是廠家專為其電器�(shè)�(jì)的,有極好的�(wěn)定��
另外,在購買�(shí)要查看車載逆變器是否有各種保護(hù)功能,這樣才能保證電瓶和外接電器的安全。還要注意車用逆變器的波形,方波的�(zhuǎn)換器�(huì)造成供電不穩(wěn)�,可能損傷所使用的電�,所以選正弦波或修正正弦波形的型的車載逆變��
1. 拔下連續(xù)使用中的電器插頭�(shí),務(wù)必先確認(rèn)使用電器的開�(guān)是否已撥在”關(guān)”上,然后再拔掉電源插頭。并拔下車載逆變��
2. 更換車載逆變器的保險(xiǎn)絲時(shí)�(qǐng)�(wù)必使用同一型號(hào)、規(guī)格的保險(xiǎn)�,使用指定規(guī)格以外的保險(xiǎn)絲或金屬絲會(huì)引起異常過熱和火�(zāi)�
3. �(qǐng)及時(shí)清理車用逆變器插頭處臟物,以免引起轉(zhuǎn)換器接觸不良或異常過熱�
4. 使用后或不使用車載逆變器時(shí),請(qǐng)從雪茄頭插座上拔下本品并妥善保管。請(qǐng)�(yán)格遵守使用電器上的注意事�(xiàng)使用本品�
目前世界各國(guó)正在研究48VDC汽車用電源系�(tǒng),歐共體�(jì)劃從2008年開始采�48VDC電源系統(tǒng)。如何在48VDC電源系統(tǒng)下兼�12VDC電子�(shè)備成為了一�(gè)課題。通過線性穩(wěn)壓電源實(shí)�(xiàn)48VDC/12VDC的轉(zhuǎn)換會(huì)�(chǎn)生很大的功率損�,缺�(diǎn)明顯�
本文提出了一種具有過載和短路保護(hù)的車載電源系�(tǒng)的開�(guān)電源�(shè)�(jì)方案。該方案采用單端反激式結(jié)�(gòu)�(shí)�(xiàn)48VDC/12VDC的轉(zhuǎn)�,輸出電壓穩(wěn)�,波紋小,不間斷,性能可靠且電源損耗小�
UC3842的保�(hù)電路�(shè)�(jì)
1、UC3842的典型應(yīng)�
UC3842是高性能的單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制(PWM)芯�,其典型�(yīng)用電路如�1所��
2、過載保�(hù)原理分析
�(dāng)出現(xiàn)輸出短路�(shí),輸出電壓會(huì)下降,同�(shí)為UC3842供電的反饋繞組也�(huì)出現(xiàn)輸出電壓下降。當(dāng)輸入電壓低于10V�(shí),UC3842停止工作,開�(guān)管截�。短路現(xiàn)象消失后,電源重新啟�(dòng),自�(dòng)恢復(fù)正常工作。但由于在高頻關(guān)斷的�(shí)候會(huì)出現(xiàn)很高的尖峰電�,即使占空比很小的情況下,電路中7腳的輸入電壓也可能不�(huì)降到足夠�,過載保�(hù)電路并不總能有效的響�(yīng)所出現(xiàn)的過載情�,對(duì)整�(gè)系統(tǒng)的性能�(huì)�(chǎn)生不良的影響,存在著一定的安全隱患�
3、過流保�(hù)原理分析
�(dāng)電流取樣�3腳上的電壓值超過電流檢�(cè)比較器負(fù)端的電壓�(shí),可以使脈寬�(diào)制鎖存器輸入�(fù)位信�(hào),開�(guān)管于是被�(guān)閉。這樣峰值檢�(cè)電路限制輸出的電�,起到了一定的保護(hù)作用�
但是隨著開關(guān)頻率的升�,可能會(huì)出現(xiàn)開關(guān)電源處于連續(xù)模式�,也就是每�(gè)開關(guān)周期的初�(jí)電感電流是從一定的幅度開始增長(zhǎng),這樣�(huì)�(chǎn)生分諧波振蕩。這種不穩(wěn)定性和�(wěn)壓器的閉�(huán)特性無�(guān),它是由固定頻率和峰值電流取樣同�(shí)工作引起的。圖2說明了這樣的現(xiàn)��
如圖2所示,在t0�(shí)�,開�(guān)管被�(dǎo)通,這時(shí)初級(jí)線圈電流以斜率m1上升,該斜率是輸入電壓和電感的函�(shù)。在t1�(shí)�,電流取樣輸入到�(dá)了電流檢�(cè)比較器的門�,將�(dǎo)致開�(guān)管關(guān)閉,電流以斜率m2衰減,直到下一�(gè)開關(guān)周期的到�。如果有一�(gè)擾動(dòng)加在電流檢測(cè)比較器的門限電壓上,產(chǎn)生了一�(gè)小的△I(如�2中虛線所示),就�(huì)�(fā)生不�(wěn)定的�(xiàn)�。在一�(gè)固定的振蕩周期內(nèi),電流衰減時(shí)間減少,最小電流在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)刻(t 2)上升了△I+m 2/m 1。最小電流在下一�(gè)周期(t 3)減小到(△I+m 2/m 1�?(m 2/m 1)�
每一�(gè)后續(xù)的開�(guān)周期�(nèi),該擾動(dòng)都會(huì)與(m 2/m 1)相乘,在幾�(gè)開關(guān)周期交替增加和減小初�(jí)線圈電流,也許若干�(gè)開關(guān)周期后電流會(huì)減小到零,使這�(gè)過程重新開始。如果m 2/m 1大于1,系�(tǒng)將不�(wěn)定�
4、保�(hù)電路的改�(jìn)
如圖3所�,本�(shè)�(jì)針對(duì)UC3842典型�(yīng)用電路的過流、過載保�(hù)電路做出以下改�(jìn)�
在反饋繞組的整流二極管回路串一�(gè)電阻,它和電容C2組成RC濾波�(wǎng)�(luò),對(duì)開關(guān)管開通瞬間時(shí)的尖峰電壓起到了濾除的作�。這樣,由于尖峰電壓的減少,當(dāng)短路�(xiàn)象發(fā)生時(shí),反饋繞組輸出的電壓�(huì)有效的降低,UC3842�(huì)停止工作直到短路�(xiàn)象解��
�(duì)過流保護(hù)電路�(jìn)行斜率補(bǔ)償。補(bǔ)償斜率從RT、CT振蕩器產(chǎn)�,加到電壓反饋端,以提高誤差放大器輸出的斜率�(bǔ)�。如�3所示,誤差放大器的輸出是具有m3斜率的斜坡,�(jīng)過兩�(gè)二極管后被電阻分�,然后輸入到電流檢測(cè)比較器的�(fù)端作為過流保�(hù)電路的控制電�。這樣通過電流檢測(cè)比較器和脈寬�(diào)制鎖存器的配置保證了在任何一�(gè)振蕩器周期中只有一�(gè)單脈沖出�(xiàn)在輸出端。當(dāng)出現(xiàn)過載或者輸出電壓取樣丟失等異常工作情況,內(nèi)部比較門限會(huì)被限定在1V,而不�(huì)出現(xiàn)電路失調(diào)的情��
�4顯示了通過在控制電壓上增加一�(gè)與脈寬調(diào)制時(shí)鐘同步的人為的斜�,可以在后續(xù)的開�(guān)周期有效的抑制由于△I擾動(dòng)而引起的不穩(wěn)�。該�(bǔ)償斜坡的斜率(m 3)必須等于或者大于m 2/2才具有穩(wěn)定�。通過m 3斜率的補(bǔ)償,初級(jí)線圈電流�(huì)被控制電壓所抑制,緊跟控制電壓的幅度�
�(shí)�(yàn)�(jié)�
�1為輸入電壓在30�50V波動(dòng)�(shí),輸出電壓的波動(dòng)情況,表2是負(fù)載電流在10�500mA變化�(shí),輸出電壓的波動(dòng)情況。由�1的數(shù)�(jù)可得到電壓調(diào)整率S v<0.3[%]。由�2的數(shù)�(jù)可得到輸出電阻R o<0.4Ω�
�(jié)�
本文所提出的是一種結(jié)�(gòu)�(jiǎn)�、性能�(wěn)定的單端反激式結(jié)�(gòu)開關(guān)電源�(shè)�(jì)方案。由于采用了“斜率補(bǔ)償”的過流保護(hù)方式,性能更加�(wěn)定可�,電壓調(diào)整率�、輸出電阻小、紋波低,功率損耗低,系�(tǒng)安全系數(shù)高,�(shí)�(xiàn)�(duì)車載電源系統(tǒng)的供�,對(duì)提高汽車整體性能大有益處。本�(shè)�(jì)已經(jīng)成功�(yīng)用于武漢理工大學(xué)智能信息系統(tǒng)研究所自行�(shè)�(jì)的車用直流無刷電�(jī)控制器的電源系統(tǒng)��
同時(shí),本文所提出的DC/DC方案也適用于其他直流供電電源的應(yīng)用設(shè)�(jì)。由于其性能�(wěn)�,紋波小,對(duì)采用微控制器的數(shù)字控制系�(tǒng)的供電電源設(shè)�(jì)有一定的借鑒意義�